Enterohemorragiska Escherichia coli (EHEC)

(Omdirigerad frÄn EHEC)
Hoppa till: navigering, sök

Huvudartikel


Till innehÄllsförteckningen för Referensmetodik: Tarminfektioner, 2:a upplagan 2002

och

Referensmetodik:Smittskyddslagens sjukdomar med falldefinition i artikeln EHEC, infektion med


Enterohemorragiska Escherichia coli (EHEC)

SmittÀmnet

Sjukdomsframkallande enterohemorragiska E. coli (EHEC) koloniserar tjocktarmen och producerar cytotoxiner som Àr aktiva pÄ veroceller. TvÄ huvudtyper av Verocytotoxiner, VT1 och VT2, med biologiskt likartad aktivitet har beskrivits hos E. coli (Scotland 1985). VT1 Àr identiskt med Shigatoxinet (Stx) som produceras av Shigella dysenteriae typ 1 (OŽBrien, 1983). Sekvensvarianter finns hos bÄda typerna, men VT1 Àr mer konserverad. I internationell litteratur förkommer analogt begreppet Shigalike-toxin (SLT-I och SLT-II). Calderwood et al. har föreslagit en förenklad nomenklatur. Eftersom alla dessa toxiner Àr strukturellt och funktionellt homologa kan de definieras som en familj av Shigatoxiner (Stx). De tvÄ huvudtyperna betecknas Stx1 och Stx2 och motsvarande gener stx1 och stx2. Denna nomenklatur förekommer alltmer i den internationella litteraturen och kommer dÀrför att anvÀndas i den följande texten.

Toxingenerna Àr inkorporerade i lambdoida profager i bakteriegenomet. En och samma bakterie kan ha mer Àn en profag och dÀrmed olika kombinationer av stx-gener t.ex. stx1+stx2 eller tvÄ stx2-gener. Toxinproduktionen ligger normalt pÄ relativt lÄg nivÄ. Om profagen induceras till lytisk cykel, d.v.s. fagpartiklar bildas, ökar toxinproduktionen markant. Vid den följande bakteriolysen frigörs toxin samt bakteriofager med stx-gen inkorporerad i faggenomet. En hög toxinkoncentration i tarmen svarar alltsÄ inte nödvÀndigtvis mot ett högt bakterietal. Bakteriofager i tarmen kan infektera och lysogenisera andra tarmbakterier (inklusive E. coli), som dÀrmed fÄr förmÄgan att producera Shigatoxin. Generellt kan dock inte alla dessa betraktas som virulenta och toxingenen förloras ofta vid kultivering och förvaring.

Ytterligare inte helt kartlagda virulensfaktorer anses nödvÀndiga för att förklara symtom associerade med EHEC. PÄ en kromosomal patogenicitetsö, LEE, som Àven finns i EPEC, finns ett 30-tal gener samlade. Dessa kodar bland annat för ett adhesin (intimin), ett sekretoriskt system (typ III) samt ett flertal andra proteiner, t.ex. Tir. Intimin, som kodas av eae-genen Àr starkt kopplad till serotyper associerade med sjukdom. Det plasmidkodade EHEC-hemolysinet (ehx), som ursprungligen identifierades i E. coli O157:H7, Àr nÄgot mindre kopplat till dessa serotyper. Till skillnad frÄn intimin, som Àr relativt ovanligt hos nötdjursisolat, Äterfinns hemolysinet frekvent i isolat frÄn nötboskap.

Över 200 serotyper av Stx-producerande E. coli har isolerats frĂ„n nötkreatur. Av dessa har >100 ocksĂ„ isolerats frĂ„n mĂ€nniska, med olika grad av symtomatologi. E. coli O157:H7 utgör den vanligaste EHEC-serotypen vĂ€rlden över. I Tyskland, Tjeckoslovakien och Ungern Ă„terfinns en orörlig variant av O157, O157:H-, som jĂ€ser sorbitol till skillnad frĂ„n O157:H7. Sorbitolpositiva O157:H- utgör cirka hĂ€lften av alla O157-isolat i södra Tyskland. I kontinentala Europa utgörs 80 % av EHEC-isolaten av non-O157 serotyper, varav de vanligaste Ă€r O26:H11, O111:H8 och O103:H2. I Sverige Ă€r O157:H7 vanligast, men vid perioder utan större utbrott av O157:H7 dominerar non-O157 serotyper. Under 1998 utgjordes 2/3 av EHEC som isolerats frĂ„n feces vid SMI av non-O157 serotyper.

Vanligast i Sverige Àr O121:H19 följd av O26:H11 och O103:H2, men i övrigt utgör isolaten en mycket heterogen grupp bestÄende av >20 olika O-serogrupper. Det kan inte uteslutas att enstaka STEC-isolat uppstÄtt i patientens tarm genom infektion av fager med stx-gen emanerande frÄn exempelvis O157:H7 som utgjort den ursprungliga orsaken till sjukdom.


Patogenes och patofysiologi

EHEC koloniserar tjocktarmen. Shigatoxinet anses vara den egentliga virulensfaktorn. I djurförsök har man visat att renat toxin kan ge samma systemiska symtombild som EHEC. Stx Àr ett s.k. 1A+ 5B toxin i vilket A-enheten har enzymatisk aktivitet, medan B binder toxinet till receptorn, Gb3, som finns pÄ ytan av eukaryota celler. Efter upptag av toxinet translokeras A-subenheten in i cytoplasman dÀr den stÀnger av proteinsyntesen genom att katalysera nerbrytning av 28S-rRNA varvid cellerna dör. Stx inducerar ocksÄ signalkaskader som leder till apoptos hos endotel- och epitelceller. Stx kan passera in i blodbanorna och binda till endotelceller i njuren, vilka Àr rika pÄ Gb3-receptorer. Stx har förmodats vara orsak till de patologiska förÀndringar i njuren som Àr karakteristiska för HUS. Senare forskning indikerar att detta troligen ej beror pÄ direkt intoxikation utan i stÀllet pÄ en Stx-medierad aktivering av immunceller i tarmen, eller en kombination av bÄda effekterna. Shigella dysenteriae 1 Àr förutom STX-bildande Àven invasiv.

De serotyper som vanligen associeras med svÄr sjukdom inducerar lokalt upplösning av mikrovilli och piedestalbildningen (A/E) liknar men Àr ej identisk med den som induceras av EPEC. Hur viktig A/E-fenotypen Àr för patogenesen hos EHEC Àr ej helt klar dÄ flera serotyper som saknar den ocksÄ ger samma svÄra symtom.

Symtom och klinisk bild

Sjukdomsbilden associerad med EHEC utgör ett brett spektrum av symtom frÄn mild diarré till livshotande hemolytiskt uremiskt syndrom (HUS). Vissa individer kan vara helt symtomfria trots höga bakterietal och fritt toxin i feces.

MĂ„nga patienter drabbas först av vattnig diarrĂ© som inom 1-2 dagar kan övergĂ„ till blodig diarrĂ© och hemmoragisk kolit (HC). Kraftig buksmĂ€rta Ă€r mycket vanligt. Studier av större utbrott av O157:H7 visar pĂ„ att i grova drag 5-10 % av patienterna utvecklar HUS med akut njurdysfunktion, hemolytisk anemi och trombocytopeni. Vissa patienter med HUS uppvisar Ă€ven neurologiska symtom. I ett internationellt perspektiv har förbĂ€ttrade behandlingsmetoder reducerat dödligheten vid HUS frĂ„n 50 % till 10 % pĂ„ 20-30 Ă„r.

Profagen kan bl. a. induceras av vissa antibiotika t.ex. ciprofloxacin bÄde in vitro och in vivo medan t.ex. fosfomycin ej har denna effekt. En prospektiv studie visade pÄ en ökad risk för HUS hos barn (<10 Är) efter behandling med trimetoprim-sulfa och betalaktamer.

Epidemiologi

Följ lÀnken Speciell epidemiologi-infektioner i mage och tarm

Prevention

Hand- och livsmedelshygien Àr hörnstenar för förhindrande av smitta. Smitta frÄn person till person förekommer. Det Àr viktigt att tillreda maten vÀl, vilket innebÀr att kött bör genomstekas och mjölk vara pastöriserad. Grönsaker, sallat och frukt sköljs noga. Efter all kontakt med nötkreatur bör hÀnderna tvÀttas.

Nomenklatur

Shigatoxin-producerande E. coli (STEC) betecknas Àven VTEC (Verotoxin producerande E. coli eller verotoxigena E. coli) eller SLTEC (Shiga-like-toxin producerande E. coli) i internationell litteratur. FöresprÄkarna av VTEC-begreppet menar att STX bör reserveras för Shigella dysenteriae 1. EHEC betraktas ibland som en undergrupp av STEC. Den ursprungliga diagnosen gÀllde enbart O157:H7, men utvidgades senare till att omfatta alla STEC som kan förorsaka blodig diarré och HUS. För det diagnostiska laboratoriet Àr det inte möjligt att skilja pÄ sjukdomsframkallande och icke sjukdomsframkallande organismer. Begreppet EHEC mÄste dÀrför vara applicerbart pÄ alla STEC frÄn mÀnniska som uppfyller minimikriterierna.


Provtagning

Följ lÀnken för detaljerade anvisningar

Laboratoriediagnostik

Följ lĂ€nken för detaljerad information‎

Svarsrutin

  • E. coli-isolat frĂ„n mĂ€nniska med pĂ„visad stx1- och/eller stx2-gen anges som fynd av Shigatoxinbildande E. coli med kommentaren ”Kan överensstĂ€mma med EHEC”. stx–positiva isolat av serogrupp O157 utsvaras EHEC O157.
  • Även prov dĂ€r stx-genen pĂ„visats utan att enskild koloni identifierats kan besvaras positivt. Om försök att isolera stx-positiv stam misslyckats anges detta i svaret. Samtidig nĂ€rvaro av stx- och eae-gen anges ocksĂ„ i förekommande fall.

Laboratorierapportering

Alla fynd av EHEC skall anmÀlas av laboratoriet enligt smittskyddslagen (2004:168), allmÀnfarliga sjukdomar, via SMInet till FolkhÀlsomyndigheten och smittskyddslÀkaren.

Referensfunktioner

Ej beslutade

REFERENSER

  • Calderwood, S. B., D. W. K. Acheson, G. T. Keusch, T. J. Barrett, P. M. Griffin, N. A. Strockbine, B. Swaminathan, J. B. Kaper, M. M., Levine, B. S. Kaplan, H. Karch, A. D. O'Brien, T. G. Obrig, Y. Takeda, P. I. Tarr, and I. K. Wachsmuth. 1996. Proposed new nomenclature for SLT (VT) family. ASM News 1996;62:118-119.
  • Caprioli A and Tozzi A. Epidemiology of Shiga Toxin-Producing Escherichia coli Infections in Continenal Europe. In: Escherichia coli O157:H7 and Other Shiga Toxin-Producing E. coli Strains. Edited by J. B. Kaper & A. D. O’Brien. Washington, DC: Am Soc Microbiol 1998.
  • Elliott SJ, Wainwright LA, McDaniel TK, Jarvis KG, Deng YK, Lai LC, McNamara BP, Donnenberg MS, Kaper JB. The complete sequence of the locus of enterocyte effacement (LEE) from enteropathogenic Escherichia coli E2348/69. Mol Microbiol 1998;28:1-4.
  • Furst S, Scheef J, Bielaszewska M, Russmann H, Schmidt H, Karch H. Identification and characterisation of Escherichia coli strains of O157 and non-O157 serogroups containing three distinct Shiga toxin genes. J Med Microbiol 2000;49:383-386.
  • Gyles C, Johnson R, Gao A, Ziebell K, Pierard D, Aleksic S, Boerlin P. Association of enterohemorrhagic Escherichia coli hemolysin with serotypes of shiga-like-toxin-producing Escherichia coli of human and bovine origins. Appl Environ Microbiol 1998;64:4134-4141.
  • Karch H, Meyer T, Russmann H, Heesemann J. Frequent loss of Shiga-like toxin genes in clinical isolates of Escherichia coli upon subcultivation. Infect Immun 1992;60:3464-3467.
  • Kohler B, Karch H, Schmidt H. Antibacterials that are used as growth promoters in animal husbandry can affect the release of Shiga-toxin-2-converting bacteriophages and Shiga toxin 2 from Escherichia coli strains. Microbiology 2000;146:1085-1090.
  • Löfdahl S, Ramberg M, Hedenström I and Cheasty T. Human infections with non-O157 VTEC in Sweden: prevalence of serotypes and virulence genes. Abstract. Pathogenicity and Virulence of VTEC Meeting, Liege 1999.
  • Muhldorfer I, Hacker J, Keusch GT, et al. Regulation of the Shiga-like toxin II operon in Escherichia coli. Infect Immun 1996;64:495-502.
  • Neely, M. N. & Friedman, D. I. Functional and genetic analysis of regulatory regions of coliphage H-19B: location of Shiga-like toxin and lysis genes suggest a role for phage functions in toxin release. Mol Microbiol 1998;28:1255-1267.
  • O'Brien, A. D., and G. D. La Veck. Purification and characterization of a Shigella dysenteriae 1-like toxin produced by Escherichia coli. Infect Immun 1983;40:675-683.
  • Paton JC, Paton AW. Pathogenesis and diagnosis of Shiga toxin-producing Escherichia coli infections. Clin Microbiol Rev 1998;11:450-479.
  • Schmidt H, Kernbach C, Karch H. Analysis of the EHEC hly operon and its location in the physical map of the large plasmid of enterohaemorrhagic Escherichia coli O157:H7. Microbiology. 1996;142:907-914.
  • Scotland, S. M., H. R. Smith, and B. Rowe. Two distinct toxins active on vero cells from Escherichia coli O157. Lancet 1985;ii;885-886.
  • Scotland, S. M., H. R. Smith, G. A. Willshaw, and B. Rowe. Verocytotoxin production in strains of Escherichia coli is determined by genes carried on bacteriophage. Lancet 1983;ii:216.
  • Wong CS, Jelacic S, Habeeb RL, Watkins SL, Tarr PI. The Risk of the Hemolytic-Uremic Syndrome after Antibiotic Treatment of Escherichia coli O157:H7 N Engl J Med 2000;342:1930-1936.
  • Zhang X, McDaniel AD, Wolf LE, Keusch GT, Waldor MK, Acheson DW. Quinolone antibiotics induce Shiga toxin-encoding bacteriophages, toxin production, and death in mice. J Infect Dis 2000;181:664-670.